采用分立器件組成的led驅動電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種采用分立器件組成的LED驅動電路，包括濾波單元、整流單元及一個或多個LED，交流電源輸入經過濾波單元和整流單元后得到直流電壓，LED驅動電路還包括：變壓器，與整流單元連接；以及：第一開關管和第二開關管，所述第一和第二開關管均為場效應管，均包括柵極、漏極和源極，所述第一開關管的柵極與第二開關管的漏極連接，第一開關管的漏極與變壓器連接，第一開關管的源極通過一檢測電阻與第二開關管的源極連接，第二開關管的柵極通過一熱敏電阻與第一開關管的源極連接。本實用新型無需復雜的控制線路，無需控制集成電路。并且，本實用新型的開關管為場效應管，控制開關管的同樣是場效應管，溫漂小，電流變化小。
【專利說明】采用分立器件組成的LED驅動電路

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及LED照明【技術領域】，特別涉及一種采用分立器件組成的LED驅動電路。

【背景技術】
[0002]LED由于具有節(jié)能、環(huán)保、可光控、固體化、長壽命等很多優(yōu)點，在提倡低碳生活的今天已經廣泛應用于各種照明領域。
[0003]在現(xiàn)有技術中，LED燈的燈頭結構一般設計成與白熾燈、節(jié)能燈等原有照明燈相同的燈頭結構，這樣可以將LED燈直接替換原有照明燈，不僅便于安裝，而且不改變原有照明系統(tǒng)的結構。但是，目前現(xiàn)有的LED驅動控制電路基本為集成電路，結構比較復雜。而一般分立器件組成的LED驅動控制電路，主開關管主要使用的是三極管，控制主開關管的也是普通的三極管，一般LED燈的工作溫度比較高，這種控制方式的缺點是溫漂大，LED輸出電流不穩(wěn)定，還有這種控制方式的效率比較低。


【發(fā)明內容】

[0004]本實用新型克服了上述現(xiàn)有技術中存在的不足，提供了一種采用分立器件組成的結構簡單、溫漂小以及輸出電流穩(wěn)定的LED驅動電路。
[0005]本實用新型的技術方案是這樣實現(xiàn)的:
[0006]采用分立器件組成的LED驅動電路，包括濾波單元、整流單元及一個或多個LED，所述LED驅動電路接收交流電源輸入，經過濾波單元和整流單元后得到直流電壓，所述LED驅動電路還包括變壓器，與整流單元連接；以及:第一開關管和第二開關管，所述第一和第二開關管均為場效應管，均包括柵極、漏極和源極，所述第一開關管的柵極與第二開關管的漏極連接，第一開關管的漏極與變壓器連接，第一開關管的源極通過一檢測電阻與第二開關管的源極連接，第二開關管的柵極通過一熱敏電阻與第一開關管的源極連接。
[0007]作為優(yōu)選，所述變壓器包括主繞組、輸出繞組及輔助繞組，主繞組與整流單元相連，輸出繞組與LED連接,輔助繞組與第一、第二開關管相連。
[0008]作為優(yōu)選，所述變壓器包括主繞組及輔助繞組，主繞組與LED相連，輔助繞組與第一、第二開關管相連。
[0009]作為優(yōu)選，所述第一、第二開關管均為N型場效應管。
[0010]作為優(yōu)選，所述熱敏電阻采用PTC正溫度系數(shù)電阻或NTC負溫度系數(shù)的電阻進行補償。
[0011]作為優(yōu)選，LED驅動電路還包括連接在整流單元和第一開關管柵極之間的第一電阻，整流后的電壓經過第一電阻降壓后給到第一開關管的柵極。
[0012]作為優(yōu)選，所述LED驅動電路還包括防雷擊的壓敏電阻，所述的壓敏電阻與濾波單元并聯(lián)。
[0013]作為優(yōu)選，所述LED驅動電路還包括當電網電壓升高時可以減少因為電壓升高而造成LED輸出電流增加的線性補償電阻，所述的線性補償電阻的一端連接整流單元，另一端連接第二開關管的柵極。
[0014]作為優(yōu)選，所述LED驅動電路還包括連接在變壓器輔助繞組和第一開關管柵極之間的第一電容、第二電阻和第三電阻，其中，第三電阻與第一電容串聯(lián)，第二電阻與第一電容并聯(lián)。
[0015]作為優(yōu)選，所述LED驅動電路還包括連接在變壓器輸出繞組和LED之間的二極管和第二電容，所述的第二電容與LED并聯(lián)，二極管的陽極連接變壓器輸出繞組，二極管的陰極連接LED。
[0016]作為優(yōu)選，所述LED驅動電路還包括與整流單元并聯(lián)的電容器。
[0017]相較于現(xiàn)有技術，本實用新型采用分立的電子器件組成LED驅動控制電路，因此無需復雜的控制線路，無需控制集成電路。并且，本實用新型的開關管為場效應管，控制開關管的同樣是場效應管，溫漂小，電流變化小。
[0018]另外，本實用新型的驅動電路也有溫度補償功能，彌補分立器件控制精度不高的缺點，從而使輸出電流更精確。本實用新型無需改變當前布線、不需附加任何外圍調光開關或設備，直接通過墻上調光器的即可實現(xiàn)調光的功能，成本低，使用方便。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型實施例1中LED驅動電路的結構框圖；
[0020]圖2為本實用新型實施例2中LED驅動電路的結構框圖。

【具體實施方式】
[0021]本實用新型的【具體實施方式】如下:
[0022]實施例1:圖1為本實用新型LED驅動電路的結構框圖，在本實施例中，LED驅動電路為buck-boost電路，如圖1所示，本實用新型LED驅動電路用于驅動LED照明裝置，其中，交流電源I和調光器2是目前市場上已有的結構，本實用新型的LED驅動電路包括濾波單元4、整流單元5、變壓器6以及第一、第二開關管7、8。調光器2與濾波單元4之間連接有保險絲3，與濾波單元4并聯(lián)有防雷擊的壓敏電阻18。
[0023]所述變壓器6包括與整流單元5的連接的主繞組a-c、與LED照明裝置連接的輸出繞組a-b以及輔助繞組d-e。在本實施例中，所述第一開關管7為N型場效應管，包括柵極、漏極和源極，所述第二開關管8也為N型場效應管，包括柵極、漏極和源極，第一開關管7的柵極與第二開關管8的漏極連接，第一開關管7的漏極與變壓器6的主繞組a-c連接，第一開關管7的源極通過檢測電阻9與第二開關管8的源極連接，第二開關管8的柵極通過熱敏電阻10與第一開關管7的源極連接。
[0024]所述LED驅動電路還包括當電網電壓升高時可以減少因為電壓升高而造成LED輸出電流增加的線性補償電阻20、21，所述的線性補償電阻20、21的一端連接整流單元，另一端連接第二開關管8的柵極。所述LED驅動電路還包括連接在變壓器輔助繞組d-e和第一開關管7柵極之間的第一電容12、第二電阻13和第三電阻14，其中，第三電阻13與第一電容12串聯(lián)，第二電阻13與第一電容12并聯(lián)。LED驅動電路還包括連接在整流單元5和第一開關管7柵極之間的第一電阻11，整流后的電壓經過第一電阻11降壓后給到第一開關管7的柵極。所述LED驅動電路還包括連接在變壓器輸出繞組a-b和LED之間的二極管15和第二電容16，所述的第二電容16與LED并聯(lián)，二極管15的陽極連接變壓器輸出繞組a_b，二極管15的陰極連接LED。
[0025]本實用新型的LED驅動電路的具體驅動過程如下:通電后，交流電壓I經過調光器2和保險絲3，LED驅動電路將輸入交流電壓信號經過濾波電感4進行濾波后再經過整流單元5整流成直流信號，整流后的電壓經過第一電阻11降壓后給到第一開關管7的柵極，當電壓達到場第一開關管7的柵極的開啟電壓后，第一開關管7的漏極和源極導通，此時變壓器6的主繞組a-c到第一開關管7和檢測電阻9上會有電流流過，電流呈斜率上升，根據(jù)法拉第電磁感應定律，此時會在變壓器6的輔助繞組d-e上產生電壓，且是e腳正電壓d腳負電壓，e腳正電壓通過第一電容12和第二、第三電阻13、14使得第一開關管7的柵極電壓繼續(xù)上升，使得流過第一開關管7的導通阻抗更小，電流繼續(xù)增加，同時流過檢測電阻9上的電流一樣在增加，流過檢測電阻9上的電流會形成檢測電壓，此電壓經過熱敏電阻10后給到第二開關管8的柵極。
[0026]當流過變壓器6主繞組a-c到第一開關管7和檢測電阻9上電流大到一定幅值，且在檢測電阻9上形成的電壓使得能夠達到第二開關管8的柵極的開啟電壓，這時第二開關管8的漏極和源極導通，使得流過變壓器6主繞組a-c電流不再增加，根據(jù)法拉第電磁感應定律。此時變壓器6各繞組將產生反電動勢，變壓器6的e腳產生負電壓，第二開關管8將被關閉，變壓器6輸出繞組a-b將通過二極管15對第二電容16充電和對LED進行供電，當變壓器6中的能量放完，此時變壓器6各繞組又會產生反電勢，LED的供電將通過第二電容16來維持。變壓器6的輔助繞組d-e電壓反向，e腳正電壓d腳負電壓，e腳正電壓通過第一電容12和第二、第三電阻13、14使得第一開關管7的柵極電壓繼續(xù)上升從而重新打開第一開關管7。此電路會周而復始的重復上述工作過程。
[0027]由于LED燈工作溫度比較高，熱敏電阻10采用PTC正溫度系數(shù)的電阻進行補償，當溫度升高時，第二開關管8的柵極的開啟電壓變低，導致流過變壓器6的主繞組a-c到第一開關管7的電流減少，這樣會導致LED的輸出電流也一樣會減少。但是當溫度升高時熱敏電阻10的阻值變大，這樣會使到第二開關管8的柵極電壓降低，為使電壓達到的柵極開啟電壓,流過主繞組a-c到第一開關管7的電流需增加。這樣可以使LED的輸出電流增加，所以加入PTC正溫度系數(shù)的熱敏電阻10可以補償因為第二開關管8的柵極的開啟電壓隨溫度升高而降低造成的LED的輸出電流的減少。第二開關管8的柵極連接有電阻17，電阻17的另一端接地。
[0028]同樣我們也可以將電阻17作為NTC負溫度系數(shù)的熱敏電阻，電阻10使用普通電阻，原理是一樣的。電阻20、21是線性補償電阻，用于當電網電壓升高時可以減少因為電壓升高而造成LED輸出電流的增加。
[0029]在本實施例中，具體的利用調光器的調光過程如下:當外接調光器2時(主要是切相調光器)，進行調光控制時，旋轉調光器的旋鈕，當調光器相位變小，與整流單元并聯(lián)的電容器19上電壓也會產生低頻(一般100HZ或120HZ左右)切相，同時在變壓器6的輔助繞組d-e上產生低頻(一般100HZ或120HZ左右)的包絡電壓也會產生切相，變壓器6的輸出繞組a-b低頻包絡電壓也會產生切相，所以輸出能量變小，第二電容16會將輸出切相的電流平均，切相后LED輸出的平均電流隨之減小。當調光器相位變大時，同理LED的輸出電流將會增大。
[0030]實施例2:圖2為本實用新型LED驅動電路實施例2的結構框圖，與實施例1不同的是，在本實施例中，LED驅動電路為buck電路，如圖2所示，本實用新型LED驅動電路用于驅動LED照明裝置，其中，交流電源I和調光器2是目前市場上已有的結構，本實用新型的LED驅動電路包括濾波單元4、整流單元5、變壓器6以及第一、第二開關管7、8。
[0031]所述變壓器6包括與第一開關管7連接的主繞組a-c以及與第二開關管8連接的輔助繞組d-e。本實施例中，所述第一開關管7為N型場效應管，包括柵極、漏極和源極，所述第二開關管8也為N型場效應管，包括柵極、漏極和源極，第一開關管7的柵極與第二開關管8的漏極連接，第一開關管7的漏極與變壓器6的主繞組a-c連接，第一開關管7的源極通過檢測電阻9與第二開關管8的源極連接，第二開關管8的柵極通過熱敏電阻10與第一開關管7的源極連接。
[0032]圖2所示LED驅動電路與圖1的工作原理相似:
[0033]具體驅動過程如下:通電后，交流電壓I經過調光器2和保險絲3，LED驅動電路將輸入交流電壓信號經過濾波電感4進行濾波后再經過整流單元5整流成直流信號，整流后的電壓經過第一電阻11降壓后給到第一開關管7的柵極，當電壓達到第一開關管7的柵極的開啟電壓后，第一開關管7的漏極和源極導通，此時LED和變壓器6的主繞組a-c到第一開關管7和檢測電阻9上會有電流流過，電流呈斜率上升，根據(jù)法拉第電磁感應定律，此時會在變壓器6輔助繞組d-e上產生電壓，且是e腳正電壓d腳負電壓。
[0034]e腳正電壓通過第一電容12和第二、第三電阻13、14使得第一開關管7的柵極電壓繼續(xù)上升，使得流過第一開關管7的導通阻抗更小，電流繼續(xù)增加，同時流過檢測電阻9上的電流一樣在增加，流過檢測電阻9上的電流會形成檢測電壓，此電壓經過熱敏電阻10后給到第二開關管8的柵極。當流過變壓器6主繞組a-c到第一開關管7和檢測電阻9上電流大到一定幅值，且在檢測電阻上形成的電壓使得能夠達到第二開關管8的柵極的開啟電壓，這時第二開關管8的漏極和源極導通，使得流過變壓器6主繞組a-c電流不再增加，根據(jù)法拉第電磁感應定律，此時變壓器6各繞組將產生反電動勢，變壓器6的e腳產生負電壓，第二開關管8將被關閉，變壓器6輸出繞組a-c將通過二極管15對第二電容16充電和對LED進行供電，當變壓器6中的能量放完，此時變壓器6各繞組又會產生反電勢，LED的供電將通過第二電容16來維持。變壓器6的反饋繞組d-e電壓反向，5腳正電壓4腳負電壓，5腳正電壓通過第一電容12和第二、第三電阻13、14使得第一開關管7的柵極電壓繼續(xù)上升從而重新打開第一開關管7，此電路會周而復始的重復上述工作過程。
[0035]由于LED燈工作溫度比較高，熱敏電阻10采用PTC正溫度系數(shù)的電阻進行補償，當溫度升高時場效應管8的柵極的開啟電壓變低，導致流過變壓器6的主繞組a-c到場效應管7的電流減少，這樣會導致LED的輸出電流也一樣會減少。但是當溫度升高時熱敏電阻10的阻值變大，這樣會使到場效應管8的柵極電壓降低，為使電壓達到場效應管8的柵極開啟電壓，流過主繞組a-c到場效應管7的電流需增加，這樣可以使LED的輸出電流增力口。所以加入PTC正溫度系數(shù)的熱敏電阻10可以補償因為場效應管8的柵極的開啟電壓隨溫度升高而降低造成的LED的輸出電流的減少。同樣我們也可以將電阻17作為NTC負溫度系數(shù)的熱敏電阻，電阻10使用普通電阻。原理是一樣的。電路中的壓敏電阻18是壓敏電阻，主要是防雷擊作用，電阻20、21是線性補償電阻，用于當電網電壓升高時可以減少因為電壓升高而造成LED輸出電流的增加。
[0036]在本實施例中，具體的利用調光器的調光過程如下:
[0037]當外接調光器2時(主要是切相調光器)，進行調光控制時，旋轉調光器的旋鈕，當調光器相位變小，電容器19上電壓也會產生低頻(一般100HZ或120HZ左右)切相，同時在變壓器繞組d-e上產生低頻(一般100HZ或120HZ左右)的包絡電壓也會產生切相。輸出繞組a-c低頻包絡電壓也會產生切相，所以輸出能量變小，第二電容16會將輸出切相的電流平均，切相后LED輸出的平均電流隨之減小。當調光器相位變大時，同理LED的輸出電流將會增大。
[0038]本實用新型優(yōu)選實施例只是用于幫助闡述本實用新型。優(yōu)選實施例并沒有詳盡敘述所有的細節(jié)，也不限制該實用新型僅為所述的【具體實施方式】。顯然，根據(jù)本說明書的內容，可作很多的修改和變化。本說明書選取并具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本實用新型的原理和實際應用，從而使所屬【技術領域】技術人員能很好地利用本實用新型。本實用新型僅受權利要求書及其全部范圍和等效物的限制。以上公開的僅為本申請的幾個具體實施例，但本申請并非局限于此，任何本領域的技術人員能思之的變化，都應落在本申請的保護范圍內。
【權利要求】
1.采用分立器件組成的LED驅動電路，包括濾波單元、整流單元及一個或多個LED，所述LED驅動電路接收交流電源輸入，經過濾波單元和整流單元后得到直流電壓，其特征是:所述LED驅動電路還包括: 變壓器，與整流單元連接；以及: 第一開關管和第二開關管，所述第一和第二開關管均為場效應管，均包括柵極、漏極和源極，所述第一開關管的柵極與第二開關管的漏極連接，第一開關管的漏極與變壓器連接，第一開關管的源極通過一檢測電阻與第二開關管的源極連接，第二開關管的柵極通過一熱敏電阻與第一開關管的源極連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的采用分立器件組成的LED驅動電路，其特征是:所述變壓器包括主繞組、輸出繞組及輔助繞組，主繞組與整流單元相連，輸出繞組與LED連接，輔助繞組與第一、第二開關管相連。
3.根據(jù)權利要求1所述的采用分立器件組成的LED驅動電路，其特征是:所述變壓器包括主繞組及輔助繞組，主繞組與LED相連，輔助繞組與第一、第二開關管相連。
4.根據(jù)權利要求1所述的采用分立器件組成的LED驅動電路，其特征是:所述第一、第二開關管均為N型場效應管。
5.根據(jù)權利要求1所述的采用分立器件組成的LED驅動電路，其特征是:所述熱敏電阻采用PTC正溫度系數(shù)電阻或NTC負溫度系數(shù)的電阻進行補償。
6.根據(jù)權利要求1所述的采用分立器件組成的LED驅動電路，其特征是:LED驅動電路還包括連接在整流單元和第一開關管柵極之間的第一電阻，整流后的電壓經過第一電阻降壓后給到第一開關管的柵極。
7.根據(jù)權利要求1所述的采用分立器件組成的LED驅動電路，其特征是:所述LED驅動電路還包括防雷擊的壓敏電阻，所述的壓敏電阻與濾波單元并聯(lián)。
8.根據(jù)權利要求1所述的采用分立器件組成的LED驅動電路，其特征是:所述LED驅動電路還包括當電網電壓升高時可以減少因為電壓升高而造成LED輸出電流增加的線性補償電阻，所述的線性補償電阻的一端連接整流單元，另一端連接第二開關管的柵極。
9.根據(jù)權利要求1所述的采用分立器件組成的LED驅動電路，其特征是:所述LED驅動電路還包括連接在變壓器輔助繞組和第一開關管柵極之間的第一電容、第二電阻和第三電阻，其中，第三電阻與第一電容串聯(lián)，第二電阻與第一電容并聯(lián)。
10.根據(jù)權利要求1所述的采用分立器件組成的LED驅動電路，其特征是:所述LED驅動電路還包括連接在變壓器輸出繞組和LED之間的二極管和第二電容，所述的第二電容與LED并聯(lián)，二極管的陽極連接變壓器輸出繞組，二極管的陰極連接LED。
11.根據(jù)權利要求1所述的采用分立器件組成的LED驅動電路，其特征是:所述LED驅動電路還包括與整流單元并聯(lián)的電容器。
【文檔編號】H05B37/02GK203840591SQ201420118831
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年3月14日 優(yōu)先權日:2014年3月14日
【發(fā)明者】萬葉華, 金昌洲, 沈錦祥 申請人:浙江生輝照明有限公司